[发明专利]滚动轮胎胎面应变分布和动态滑移率测试装置及方法

说明书

本发明涉及滚动轮胎胎面应变分布和动态滑移率测试装置及方法,由支撑平台、第一、二、三直线加载调节机构2、3、4和橡胶总成、视觉检测系统、玻璃板总成、温度控制单元、位移和压力传感器、电机和计算机组成，以上各个组成部分按照一定地位置关系固定连接在支撑平台上；该装置能够完全模拟启动、滚动制动工况下轮胎胎面橡胶材料接触印迹形成机理和接地印迹内的全域动态应变和位移，并且通过非接触视觉测量方法，解决了滚动接触印记内全域变形分布特征的难题，而且提出一种新的计算动态滑移率的方法，解决了目前获取方式单一及测量数据有限且存在误差大的测试问题，本发明具有结构简洁、易于控制及调节的特点。

技术领域

本发明属于轮胎胎面橡胶材料力学特性测试领域，具体涉及一种考虑温度、载荷、侧向力以及滑移率复合工况对轮胎高速滚动的接地印迹形成机理以及接地印迹内的动态全域应变分布的影响和滚动轮胎动态纵向滑移率的计算方法的在线测试装置以及基于该装置的视觉测试方法。

背景技术

轮胎是车辆与地面接触的唯一部件，轮胎与地面之间相互作用的力学特性不仅影响车辆的操纵稳定性、平顺性、动力性、制动性、经济性、安全性等，而且还影响车辆各总成以及零部件的寿命。对车轮在高速滚动时轮胎与地面接触形成接地区域，在接地印迹区域内的全域应变特征以及全域应变分布趋势和车辆行驶过程中轮胎的动态滑移率计算方法的研究，将对其高速行驶时汽车的转弯、启动、制动和行驶车辆安全性和操作稳定性有非常重要的启示作用。

目前，对滚动轮胎的接地印迹内的特征主要的研究现状停留在静态接地印迹内的全域变形和应力的研究，对测试高速滚动轮胎的动态接地印记特征的形成机理和接地印迹内的全域动态应变分布趋势还存在空白。静态接地印迹内的应力分布测试方法主要集中在以下四种方法：压力板法、压敏膜法、光吸收法和压力传感器法。其中压力板法是利用橡胶板上的锥形颗粒在印痕纸上留下的印迹来分析接地印迹区域内接地压力的大小和分布情况。压力敏感膜法就是利用不同压力作用下被挤破的微小胶囊所形成的颜色不同来表达不同的压力，从而形成接地印迹的应力特征，从而获得轮胎的接地压力分布情况。光吸收法是建立不同地面光吸收量与压力的关系，以此获得轮胎接地印迹内的压力分布特性。压力传感器法可以分为单向力传感器和多向力传感器，且安装在平板上的压力传感器数量可以根据需要的不同而不同，并且通过传感输出接地印迹内的压力状态，综上所述，这几种测试方法都只能获取考虑滚动速度情况下的轮胎静态的接地印迹内压力分布特性，不能获取动态的接地印迹形成过程和印迹内的全域应变分布特性，并且采取的测量方式为接触式测量，测试数据易受干扰。其次，目前对轮胎的滑移率计算方法主要是静态滑移率的计算，主要的计算方式采用速度传感器测出滚动线速度与转动角速度乘以有效滚动半径作差得到滑移率，这种采用测量有效滚动半径和线速度得到滑移率的计算方式，测量数据受到很多因素的影响，例如胎压，测量精度等并且后期处理数据会产生累积误差。

因此，亟需一种非接触式的测试滚动轮胎滚动时接地印迹内的应变动态力学特性以及滚动过程中的动态滑移率的计算方式的在线测试装置。

发明内容